Bilgi ağlarında veri aktarım ortamlarının türleri ve özellikleri. İletişim ortamı kavramı İki ana iletişim ortamı türü
Veri iletim ortamının seçimi ve gerekçesi
1. Veri aktarım ortamının genel özellikleri
İletişim ortamları ikiye ayrılır. Kablo iletim ortamı (taşıyıcı) - plastik bir kılıf içine alınmış merkezi bir iletken ile.
Kablolar, küçük yerel alan ağlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kablo genellikle sıradan elektrik akımı ve bazen radyo dalgaları olan elektromanyetik spektrumun alt kısmındaki sinyalleri iletir.
Kablosuz veri iletim ortamı, elektromanyetik spektrumun daha yüksek frekanslarının kullanılmasını içerir.
Bunlar radyo dalgaları, mikrodalgalar ve kızılötesi ışınlardır. Böyle bir ortam, uzun mesafelerde veri ileten mobil bilgisayarlar veya ağlar için gereklidir. Genellikle kurumsal ağlarda ve geniş alan ağlarında kullanılır (bir cep telefonunda, bir sinyali iletmek için bir mikrodalga sinyali kullanılır).
Birden çok konuma yayılan ağlar, genellikle kablolu ve kablosuz ortamın bir kombinasyonunu kullanır.
En uygun ortam türünü seçerken, veri iletim ortamının aşağıdaki özelliklerini bilmelisiniz:
Fiyat;
kurulumun karmaşıklığı;
verim;
sinyal zayıflaması;
Elektromanyetik girişime maruz kalma (EMI, Elektro-Manyetik Girişim);
Yetkisiz dinleme olasılığı.
Fiyat. Her ortamın maliyeti, performansı ve mevcut kaynakları ile karşılaştırılmalıdır.
Kurulum zorluğu. Kurulumun karmaşıklığı özel duruma bağlıdır, ancak iletişim ortamlarının bazı genelleştirilmiş karşılaştırmaları yapılabilir. Bazı ortam türleri basit araçlar kullanılarak kurulur ve çok fazla eğitim gerektirmez, diğerleri ise çalışanların uzun süreli eğitimini gerektirir ve bunların kurulumu en iyi profesyonellere bırakılır.
verim. Bir veri iletim ortamının yetenekleri genellikle bant genişliği cinsinden ölçülür. İletişimde, "bant genişliği" kavramı, bir veri iletim ortamının izin verdiği frekans aralığını ifade eder. Ağlarda, belirli bir ortamdan saniyede iletilebilen bit sayısı ile tahmin edilir. Sinyal iletim yöntemleri ayrıca kablo bant genişliğini de etkiler.
Düğüm sayısı. Bir ağın önemli bir özelliği, ağ kablolarına kolayca bağlanabilen bilgisayarların sayısıdır. Her ağ kablosu sisteminin doğal bir sayıda düğümü vardır ve bunların fazlası özel cihazların kullanılmasını gerektirir: ağı genişletmenize izin veren köprüler, yönlendiriciler, tekrarlayıcılar ve merkezler.
Sinyal zayıflaması. İletim sırasında elektromanyetik sinyaller zayıflar. Bu fenomene zayıflama denir.
elektromanyetik girişim. Elektromanyetik girişim (EMI) iletilen sinyali etkiler. Yararlı sinyali bozan ve alıcı bilgisayarın kodu çözmesini zorlaştıran harici elektromanyetik dalgalardan kaynaklanırlar. Bazı iletim ortamları elektromanyetik girişime diğerlerinden daha duyarlıdır. Girişim aynı zamanda gürültü olarak da adlandırılır.
Elektronik iletişimde bir veri aktarım ortamı olarak şunları kullanabilirsiniz:
· koaksiyel kablo;
bükülmüş tel çifti (twistedpair);
· fiber optik kablo;
· kızılötesi radyasyon;
Radyonun mikrodalga aralığı;
yayın yapan radyo bandı.
Bugün, bilgisayar ağlarının büyük çoğunluğu, çoğu durumda bağlantı için teller veya kablolar kullanıyor.
Örneğin, lider bir kablo üreticisi olan Belden, 2.200'den fazla kablo türü sunan bir katalog yayınlamaktadır. Neyse ki, çoğu ağ yalnızca üç ana kablo grubu kullanır:
1. koaksiyel kablo (koaksiyel kablo);
2. bükümlü çift (bükümlü çift):
Ekransız Bükümlü Çift (UTP);
Ekranlı (Korumalı Bükümlü Çift, STP);
3. fiber optik kablo (fiber optik).
2. Bükümlü çiftlere dayalı kablolar
Bükümlü tel çiftleri, en ucuz ve açık ara en popüler kablolarda kullanılır.
Bükümlü çift kablo, tek bir dielektrik (plastik) kılıf içinde birkaç çift bükülmüş yalıtımlı bakır telden oluşur. Oldukça esnektir ve üzerine serilmesi kolaydır.
Tipik olarak, kablo iki veya dört bükümlü çift içerir. Korumasız bükümlü çiftler, harici elektromanyetik girişime karşı zayıf korumanın yanı sıra, örneğin endüstriyel casusluk amacıyla gizlice dinlenmeye karşı zayıf koruma ile karakterize edilir.
İletilen bilgilerin kesilmesi, hem temas yöntemi (kabloya saplanmış iki iğne kullanılarak) hem de kablo tarafından yayılan elektromanyetik alanların radyo müdahalesine indirgenen temassız bir yöntem yardımıyla mümkündür. Bu eksiklikleri ortadan kaldırmak için ekranlama kullanılır.
Korumalı bir çift bükümlü STP durumunda, bükümlü çiftlerin her biri, kablo emisyonlarını azaltmak, harici elektromanyetik girişime karşı korumak ve tel çiftlerinin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisini (karışma - karışma) azaltmak için metal bir kılıf-ekran içine yerleştirilir. . Doğal olarak, ekranlı bükümlü çift ekransızdan çok daha pahalıdır ve bunu kullanırken özel ekranlı konektörler de kullanılmalıdır, bu nedenle ekransız bükümlü çiftten çok daha az yaygındır.
Blendajsız bükümlü çiftlerin başlıca avantajları, diğer kablo türlerine göre konektörlerin kablo uçlarına kolayca monte edilebilmesi ve herhangi bir hasarın tamir edilebilmesidir. Diğer tüm özellikler diğer kablolardan daha kötüdür.
EIA/TIA568 standardına göre, beş ekransız bükümlü çift (UTP) kablo kategorisi vardır.
3. Koaksiyel kablolar
Koaksiyel kablo, bir dielektrik katmanla (iç yalıtım) birbirinden ayrılmış ve ortak bir dış kılıf içine yerleştirilmiş, merkezi bir tel ve metal bir örgüden oluşan bir elektrik kablosudur.
Yakın zamana kadar, yüksek gürültü bağışıklığı (metal örgü nedeniyle) ve ayrıca bükümlü çift ve büyük duruma göre daha yüksek izin verilen veri aktarım hızları (500 Mbps'ye kadar) ile ilişkili olan en yaygın kullanılan koaksiyel kabloydu. izin verilen iletim mesafeleri ( 1 km'ye kadar ve üzeri).
Ağın izinsiz dinlenmesi için mekanik olarak bağlanması daha zordur, ayrıca dışarıya gözle görülür şekilde daha az elektromanyetik radyasyon verir.
Bununla birlikte, bir koaksiyel kablonun montajı ve onarımı, çift bükümlü bir kablodan çok daha zordur ve maliyeti daha yüksektir (bükümlü çiftlere dayalı bir kablodan yaklaşık 1,5-3 kat daha pahalıdır). Kablonun uçlarına konektör takmak da daha zordur. Bu nedenle, artık bükümlü çiftten daha az kullanılmaktadır.
Koaksiyel kablonun ana uygulaması, veri yolu topolojisine sahip ağlarda bulunur.
Örgüyü iki veya daha fazla noktada topraklarken, yalnızca ağ ekipmanı değil, ağa bağlı bilgisayarlar da arızalanabilir. Sonlandırıcılar kablo ile eşleşmelidir, yani dirençleri kablonun karakteristik empedansına eşit olmalıdır.
Örneğin 50 ohm'luk bir kablo kullanılıyorsa sadece 50 ohm'luk sonlandırıcılar buna uygundur.
İki ana koaksiyel kablo türü vardır:
1) yaklaşık 0,5 cm çapında, daha esnek ince (ince) kablo;
2) yaklaşık 1 cm çapında kalın (kalın) bir kablo çok daha serttir. Koaksiyel kablonun klasik bir versiyonudur ve neredeyse tamamen daha modern bir ince kablo ile değiştirilmiştir.
Sinyal daha zayıf olduğundan, kalın olandan daha kısa mesafelerde iletim için ince bir kablo kullanılır. Ancak ince bir kabloyla çalışmak çok daha uygundur: her bilgisayara hızlı bir şekilde döşenebilir ve kalın bir kablo, odanın duvarına sağlam bir sabitleme gerektirir.
İnce bir kabloya bağlantı (bayonet tipi BNC konektörleri kullanarak) daha basittir ve ek ekipman gerektirmez ve kalın bir kabloya bağlanmak için, kılıflarını delen ve her ikisi de merkezi ile temas kuran oldukça pahalı özel cihazlar kullanmanız gerekir. çekirdek ve ekran ile.
Kalın bir kablo, ince olandan yaklaşık iki kat daha pahalıdır. Bu nedenle, ince bir kablo çok daha sık kullanılır.
Yer başına maliyet. İnce koaksiyel kablo, iş istasyonu başına yaklaşık 25 ABD doları gibi daha düşük bir fiyata sahiptir. Bu kabloları, konektörleri takılıyken satın alabilirsiniz.
Bu tür kabloları herkes döşeyebilir - bilgisayardan bilgisayara bir zincirle bağlanırlar.
Kalın bir koaksiyel kablo döşemek genellikle istasyon başına yaklaşık 50 ABD dolarıdır. Ek olarak, her istasyon alıcı-verici gerektirecektir (yaklaşık 100 $).
Mesafe kısıtlamaları. İnce koaksiyelde toplam bara uzunluğu 185m, kalın koaksiyelde toplam 500m (tekrarlayıcısız yapılarda) sınırı vardır.
4. Fiber optik kablolar
Fiber optik (diğer adıyla fiber optik) kablo, ele alınan iki tür elektrik veya bakır kabloya kıyasla temelde farklı bir kablo türüdür.
Bilgi, elektrik sinyaliyle değil, ışıkla iletilir. Ana unsuru, ışığın uzun mesafelerde (onlarca kilometreye kadar) çok az zayıflama ile geçtiği şeffaf cam elyafıdır.
Bir fiber optik kablonun yapısı çok basit ve koaksiyel bir elektrik kablosunun yapısına benzer, sadece merkezi bir bakır tel yerine burada ince (yaklaşık 1-10 mikron çapında) cam elyaf kullanılır ve iç izolasyon yerine , ışığın cam elyafının ötesine geçmesine izin vermeyen cam veya plastik bir kılıf.
Fiber optik kablo, gürültü bağışıklığı ve iletilen bilgilerin gizliliği açısından olağanüstü özelliklere sahiptir.
Prensip olarak hiçbir harici elektromanyetik girişim ışık sinyalini bozamaz ve bu sinyalin kendisi temel olarak harici elektromanyetik radyasyon üretmez.
Yetkisiz ağ dinlemesi için bu tür bir kabloya bağlanmak pratik olarak imkansızdır, çünkü bu, kablonun bütünlüğünü bozmayı gerektirir.
Bilgi iletim ortamı, bilgisayarlar arasında bilgi alışverişinin yapıldığı iletişim hatlarıdır (veya iletişim kanalları). Bilgisayar ağlarının büyük çoğunluğu (özellikle yerel olanlar) kablolu veya kablolu iletişim kanallarını kullanır, ancak günümüzde özellikle taşınabilir bilgisayarlarda kullanımı giderek artan kablosuz ağlar da vardır.
4 tür iletişim ortamı vardır:
· Çift bükümlü kablolar
· Koaksiyel kablolar
Fiber optik kablolar
· Kablosuz iletişim kanalları
Bükümlü tel çiftleri ucuz ve günümüzde belki de en popüler kablolarda kullanılmaktadır. Bükümlü çift kablo, tek bir dielektrik (plastik) kılıf içinde birkaç çift bükülmüş yalıtımlı bakır tel çiftinden oluşur. Oldukça esnektir ve üzerine serilmesi kolaydır. Tellerin bükülmesi, kabloların birbiri üzerinde endüktif olarak alınmasını en aza indirir ve geçici akımların etkisini azaltır.
Tipik olarak, kablo iki (Şekil 4.1) veya dört bükümlü çift içerir.
Pirinç. 4 ,1.
Korumasız bükümlü çiftler, örneğin endüstriyel casusluk amacıyla gerçekleştirilebilen gizli dinlemenin yanı sıra harici elektromanyetik parazite karşı zayıf koruma ile karakterize edilir. Ayrıca, ağ üzerinden iletilen bilgilerin kesilmesi, hem temas yöntemini kullanarak (örneğin, kabloya saplanan iki iğne aracılığıyla) hem de yayılan elektromanyetik alanların radyo müdahalesine indirgenen temassız yöntemi kullanarak mümkündür. kablo ile. Ayrıca, kablonun uzunluğu arttıkça parazitin etkisi ve dışarıya radyasyon miktarı artar. Bu eksiklikleri ortadan kaldırmak için kablo blendajı kullanılır.
Korumalı bükümlü çift STP durumunda, bükümlü çiftlerin her biri, kablo emisyonlarını azaltmak, harici elektromanyetik girişime karşı koruma sağlamak ve kablo çiftlerinin birbirleri üzerindeki karşılıklı etkisini (karışma - karışma) azaltmak için metal bir kılıf-ekran içine yerleştirilir. . Kalkanın parazite karşı koruma sağlaması için topraklanması gerekir. Doğal olarak, blendajlı bükümlü çift, blendajsızdan belirgin şekilde daha pahalıdır. Kullanımı özel korumalı konektörler gerektirir. Bu nedenle, ekransız bükümlü çiftten çok daha az yaygındır.
Blendajsız bükümlü çiftlerin başlıca avantajları kablo uçlarına konnektör montajının kolay olması ve diğer kablo türlerine göre herhangi bir hasarın onarılmasıdır. Diğer tüm özellikler diğer kablolardan daha kötüdür. Örneğin, belirli bir bit hızında, sinyalin zayıflaması (kablodan geçerken seviyesinin azalması), koaksiyel kablolardan daha fazladır. Hala düşük gürültü bağışıklığı göz önüne alındığında, bükümlü çift iletişim hatlarının neden genellikle oldukça kısa olduğu (genellikle 100 metre içinde) açıktır. Şu anda, 1000 Mbps'ye kadar hızlarda bilgi iletmek için bükümlü çift kullanılıyor, ancak bu hızlarda ortaya çıkan teknik sorunlar son derece karmaşık.
Koaksiyel kablo, merkezi bir bakır tel ve metal bir örgüden (ekran) oluşan, birbirinden bir dielektrik katmanla (iç yalıtım) ayrılmış ve ortak bir dış kılıfa yerleştirilmiş bir elektrik kablosudur (Şekil 4.2).
Şekil 4.2
Yakın zamana kadar, koaksiyel kablo, yüksek gürültü bağışıklığı (metal örgü nedeniyle), bükümlü çift durumunda olduğundan daha geniş bant genişlikleri (1 GHz'in üzerinde) ve ayrıca izin verilen büyük iletim mesafeleri (bir kilometreye kadar) nedeniyle çok popülerdi. . Ağın izinsiz dinlenmesi için mekanik olarak bağlanması daha zordur, ayrıca dışarıya gözle görülür şekilde daha az elektromanyetik radyasyon verir. Bununla birlikte, bir koaksiyel kablonun montajı ve onarımı, bir çift bükümlü kablodan çok daha zordur ve maliyeti daha yüksektir (yaklaşık 1,5 - 3 kat daha pahalıdır). Kablonun uçlarına konektör takmak da daha zordur. Şimdi bükümlü çiftten daha az kullanılıyor. EIA/TIA-568 standardı, bir Ethernet ağında kullanılan yalnızca bir tür koaksiyel kablo içerir.
Koaksiyel kablonun ana kullanımı, veri yolu topolojisine sahip ağlarda bulunur. Aynı zamanda, dahili sinyal yansımalarını önlemek için kablo uçlarına sonlandırıcılar takılmalı ve sonlandırıcılardan biri (ve yalnızca biri!) Topraklanmalıdır. Topraklama olmadan metal örgü, ağı harici elektromanyetik parazitlerden korumaz ve ağ üzerinden iletilen bilgilerin dış ortama yayılmasını azaltmaz. Ancak örgü iki veya daha fazla noktada topraklandığında, yalnızca ağ ekipmanı değil, ağa bağlı bilgisayarlar da arızalanabilir. Sonlandırıcılar kablo ile uyumlu olmalı, dirençleri kablonun karakteristik empedansına eşit olmalıdır. Örneğin 50 ohm'luk bir kablo kullanılıyorsa sadece 50 ohm'luk sonlandırıcılar buna uygundur.
Daha az yaygın olarak, yıldız topolojisine sahip ağlarda (örneğin, bir Arcnet ağındaki pasif bir yıldız) koaksiyel kablolar kullanılır. Bu durumda, serbest uçlarda harici sonlandırıcılar gerekmediğinden eşleştirme problemi büyük ölçüde basitleştirilmiştir.
İki ana koaksiyel kablo türü vardır:
yaklaşık 0,5 cm çapında, daha esnek ince (ince) kablo;
kalın (kalın) kablo, yaklaşık 1 cm çapında, çok daha sert. Neredeyse tamamen modern ince kablo ile değiştirilen koaksiyel kablonun klasik bir versiyonudur.
İnce bir kablo, içindeki sinyal daha zayıf olduğu için kalın olandan daha kısa mesafelerde iletim için kullanılır. Ancak ince bir kabloyla çalışmak çok daha uygundur: her bilgisayara hızlı bir şekilde döşenebilir ve kalın bir kablo, odanın duvarına sağlam bir sabitleme gerektirir. İnce bir kabloya (bayonet tipi BNC konektörler kullanılarak) bağlanmak daha kolaydır ve ek ekipman gerektirmez. Ve kalın bir kabloya bağlanmak için, kılıflarını delen ve hem merkezi çekirdek hem de ekranla temas kuran oldukça pahalı özel cihazlar kullanmanız gerekir. Kalın kablo, ince kablodan yaklaşık iki kat daha pahalıdır, bu nedenle ince kablo çok daha sık kullanılır.
Bükümlü çiftlerde olduğu gibi, bir koaksiyel kablonun önemli bir parametresi dış kılıfının tipidir. Benzer şekilde, bu durumda hem plenumsuz (PVC) hem de plenumlu kablolar kullanılır. Doğal olarak teflon kablo PVC'den daha pahalıdır. Genellikle kılıf tipi renginden ayırt edilebilir (Örneğin Belden, PVC için sarı, teflon için turuncu kullanır).
Bir koaksiyel kablodaki tipik yayılma gecikmeleri, ince bir kablo için yaklaşık 5 ns/m ve kalın bir kablo için yaklaşık 4,5 ns/m'dir.
Çift ekranlı koaksiyel kablo seçenekleri vardır (bir ekran diğerinin içinde bulunur ve ek bir yalıtım katmanı ile ondan ayrılır). Bu kablolar daha iyi gürültü bağışıklığına ve gizli dinleme korumasına sahiptir, ancak normal kablolardan biraz daha pahalıdırlar.
Şu anda, koaksiyel kablo modası geçmiş kabul edilmektedir, çoğu durumda bükümlü çift veya fiber optik kablo ile değiştirilebilir. Ve kablo sistemleri için yeni standartlar artık onu kablo türleri listesine dahil etmiyor.
Fiber optik (diğer adıyla fiber optik) kablo, ele alınan iki tür elektrik veya bakır kabloya kıyasla temelde farklı bir kablo türüdür. Bilgi, elektrik sinyaliyle değil, ışıkla iletilir. Ana unsuru, ışığın uzun mesafelerde (onlarca kilometreye kadar) çok az zayıflama ile geçtiği şeffaf cam elyafıdır.
Çizim. 4.3.
Fiber optik kablonun yapısı çok basittir ve koaksiyel elektrik kablosuna benzer (Şekil 4.3). Burada sadece merkezi bir bakır tel yerine ince (yaklaşık 1 - 10 mikron çapında) fiberglas kullanılır ve iç yalıtım yerine ışığın fiberglasın ötesine geçmesine izin vermeyen cam veya plastik bir kılıf kullanılır. Bu durumda, farklı kırılma indekslerine sahip iki maddenin arayüzünden ışığın sözde toplam iç yansıması rejiminden bahsediyoruz (cam kabuğun kırılma indeksi, merkezi fiberinkinden çok daha düşüktür). Kablonun metal kılıfı genellikle yoktur, çünkü burada harici elektromanyetik girişime karşı koruma gerekli değildir. Bununla birlikte, bazen yine de çevreden mekanik koruma için kullanılır (böyle bir kabloya bazen zırhlı denir, birkaç fiber optik kabloyu tek bir kılıf altında birleştirebilir).
Fiber optik kablo, gürültü bağışıklığı ve iletilen bilgilerin gizliliği açısından olağanüstü özelliklere sahiptir. Prensipte hiçbir harici elektromanyetik girişim ışık sinyalini bozamaz ve sinyalin kendisi harici elektromanyetik radyasyon üretmez. Ağı izinsiz dinlemek için bu tür bir kabloya bağlanmak, kablonun bütünlüğünü ihlal ettiğinden neredeyse imkansızdır. Böyle bir kablonun teorik olarak mümkün olan bant genişliği 1012 Hz'e, yani 1000 GHz'e ulaşır ve bu, elektrik kablolarından kıyaslanamayacak kadar yüksektir. Fiber optik kablonun maliyeti sürekli düşüyor ve şu anda yaklaşık olarak ince bir koaksiyel kablonun maliyetine eşit.
Ancak fiber optik kablonun bazı dezavantajları da bulunmaktadır.
Bunlardan en önemlisi, kurulumun yüksek karmaşıklığıdır (konektörleri kurarken mikron hassasiyeti gereklidir; konektördeki zayıflama, büyük ölçüde cam elyafı bölünmesinin doğruluğuna ve cilalama derecesine bağlıdır). Konektörleri takmak için, cam elyafı ile aynı ışık kırılma indeksine sahip özel bir jel kullanılarak kaynak veya yapıştırma kullanılır. Her durumda, bu, yüksek nitelikli personel ve özel aletler gerektirir. Bu nedenle, çoğu zaman, fiber optik kablo, her iki ucunda da istenen tipte konektörlerin takılı olduğu, farklı uzunluklarda önceden kesilmiş parçalar şeklinde satılır. Düşük kaliteli konektör kurulumunun, zayıflama ile belirlenen izin verilen kablo uzunluğunu önemli ölçüde azalttığı unutulmamalıdır.
Ayrıca, fiber optik kablo kullanımının, ışık sinyallerini elektrik sinyallerine çeviren ve bazen bir bütün olarak ağın maliyetini önemli ölçüde artıran özel optik alıcılar ve vericiler gerektirdiği de unutulmamalıdır.
Fiber optik kablolar, sinyallerin dallanmasına izin verir (bunun için 2-8 kanal için özel pasif ayırıcılar (kuplörler) üretilir), ancak kural olarak, bir verici ve bir alıcı arasında yalnızca bir yönde veri iletmek için kullanılırlar. Sonuçta, herhangi bir dallanma, kaçınılmaz olarak ışık sinyalini büyük ölçüde zayıflatır ve çok sayıda dal varsa, ışık ağın sonuna ulaşmayabilir. Ek olarak, ayırıcıda dahili kayıplar vardır, bu nedenle çıkıştaki toplam sinyal gücü, giriş gücünden daha azdır.
Fiber optik kablo, elektrik kablosundan daha az dayanıklı ve esnektir. Tipik bir izin verilen bükülme yarıçapı yaklaşık 10 - 20 cm'dir, daha küçük bükülme yarıçapları ile merkezi fiber kırılabilir. Kablo ve mekanik gerilmenin yanı sıra ezilme etkilerini zayıf bir şekilde tolere eder.
Fiber optik kablo ayrıca iyonlaştırıcı radyasyona karşı da hassastır, bu nedenle cam elyafının şeffaflığı azalır, yani sinyal zayıflaması artar. Ani sıcaklık değişimleri de onu olumsuz etkiler, cam elyafı çatlayabilir.
Fiber optik kabloyu yalnızca yıldız ve halka topolojisine sahip ağlarda kullanın. Bu durumda eşleştirme ve topraklama sorunu yoktur. Kablo, ağ bilgisayarlarının ideal galvanik izolasyonunu sağlar. Gelecekte, bu tür kabloların elektrik kablolarının yerini alması veya en azından büyük ölçüde onların yerini alması muhtemeldir. Gezegendeki bakır rezervleri tükendi ve cam üretimi için gereğinden fazla hammadde var.
Kablolu kanalların yanı sıra bilgisayar ağları bazen kablosuz kanalları da kullanır. Başlıca avantajları, kablolamaya gerek olmamasıdır (duvarlarda delik açmaya, kabloyu borulara ve oluklara sabitlemeye, yükseltilmiş döşemelerin altına, asma tavanlara veya havalandırma bacalarına döşemeye, hasar arama ve onarmaya gerek yoktur). Ayrıca ağ bilgisayarları herhangi bir yere bağlı olmadıkları için bir oda veya bina içinde kolaylıkla taşınabilirler.
Radyo kanalı, radyo dalgaları üzerinden bilgi iletimini kullanır, bu nedenle teorik olarak onlarca, yüzlerce ve hatta binlerce kilometre boyunca iletişim sağlayabilir. İletim hızı saniyede onlarca megabite ulaşır (burada çoğu, seçilen dalga boyuna ve kodlama yöntemine bağlıdır).
Radyo kanalının özelliği, sinyalin havaya serbestçe yayılması, bir kabloya kapalı olmamasıdır, bu nedenle diğer radyo dalgası kaynaklarıyla (radyo ve televizyon yayın istasyonları, radarlar, amatör ve profesyonel radyo) uyumluluk sorunları vardır. vericiler vb.). Radyo kanalı, dar bir frekans aralığında iletimi ve bilgi sinyali tarafından taşıyıcı frekans sinyalinin modülasyonunu kullanır.
Radyo kanalının ana dezavantajı, radyo dalgaları kontrolsüz bir şekilde yayıldığı için dinlenmeye karşı zayıf korumasıdır. Radyo kanalının bir diğer büyük dezavantajı, zayıf gürültü bağışıklığıdır.
Yerel kablosuz ağlar (WLAN - Kablosuz LAN) için, radyo bağlantıları şu anda kısa mesafelerde (genellikle 100 metreye kadar) ve görüş alanı içinde kullanılmaktadır. En sık kullanılan iki frekans bandı 2,4 GHz ve 5 GHz'dir. İletim hızı - 54 Mbps'ye kadar. 11 Mbps hıza sahip değişken yaygındır.
WLAN'lar, sınırlı bir alanda (genellikle bir ofis veya üniversite binası içinde veya havaalanları gibi halka açık yerlerde) kablosuz ağ bağlantılarının kurulmasına olanak tanır. Geçici ofislerde veya kablolamanın mümkün olmadığı diğer yerlerde veya kullanıcıların bina içinde hareket ederken çalışmasına izin vermek için mevcut bir kablolu LAN'a ek olarak kullanılabilirler.
Popüler Wi-Fi (Wireless Fidelity) teknolojisi, bir hub (erişim noktası, Erişim Noktası, AP olarak adlandırılır) veya 10 ila 50 bilgisayar varsa birkaç hub kullanarak 2 ila 15 bilgisayar arasındaki iletişimi düzenlemenize olanak tanır. , bu teknoloji, güçlü kablosuz köprüler kullanarak 25 kilometreye kadar mesafedeki iki yerel ağı birbirine bağlama yeteneği sağlar. Şek. 4.4, tek bir erişim noktası kullanan bilgisayarların kombinasyonunu gösterir. Birçok mobil bilgisayarın (dizüstü bilgisayar), kablosuz ağa bağlanmalarını büyük ölçüde basitleştiren yerleşik bir Wi-Fi denetleyicisine sahip olması önemlidir.
Şekil 4.4
Radyo kanalı, hem karasal hem de uydu iletişimi için küresel ağlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamada radyo dalgaları dünyanın her yerine ulaşabildiği için radyo kanalının rakibi yoktur.
Olası topolojilerden bahsedersek, o zaman doğal olarak tüm kablosuz iletişim kanalları, bilgilerin tüm abonelere aynı anda iletildiği veri yolu tipi bir topolojiye uygundur. Ancak dar ışın iletimi ve / veya kanallara göre frekans bölümü kullanılırken, hem radyo kanalında hem de kızılötesi kanalda herhangi bir topoloji (halka, yıldız, birleşik topolojiler) uygulanabilir.
İletişim hattı genel olarak elektriksel bilgi sinyallerinin iletildiği fiziksel bir ortam, veri iletim ekipmanı ve ara ekipmandan oluşur. Terim ile eş anlamlı iletişim hattı (hat) terim iletişim kanalı.
FizikselIletişim aracı (orta) bir kablo, yani bir dizi tel, yalıtkan ve koruyucu kılıflar ve konektörlerin yanı sıra elektromanyetik dalgaların yayıldığı dünya atmosferi veya dış alan olabilir.
Veri iletim ortamına bağlı olarak, iletişim hatları aşağıdakilere ayrılır:
kablolu (hava);
kablo (bakır ve fiber optik);
karasal ve uydu iletişiminin radyo kanalları.
Kablolu (havai) iletişim hatları Yalıtkan veya koruyucu örgüsüz, direkler arasına döşenen ve havada asılı duran tellerdir. Bu tür iletişim hatları geleneksel olarak telefon veya telgraf sinyallerini taşır, ancak başka olasılıkların yokluğunda bu hatlar bilgisayar verilerini iletmek için de kullanılır. Bu hatların hız nitelikleri ve gürültü bağışıklığı arzulanan çok şey bırakıyor. Günümüzde kablolu iletişim hatları yerini hızla kablolu hatlara bırakmaktadır.
kablo hatları oldukça karmaşık yapılardır. Kablo, birkaç yalıtım katmanıyla çevrelenmiş iletkenlerden oluşur: elektriksel, elektromanyetik, mekanik ve muhtemelen ayrıca iklimsel. Ek olarak, kablo, çeşitli ekipmanları ona hızlı bir şekilde bağlamanıza izin veren konektörlerle donatılabilir. Bilgisayar ağlarında kullanılan üç ana kablo türü vardır: çift bükümlü bakır kablolar, bakır çekirdekli koaksiyel kablolar ve fiber optik kablolar.
Bükümlü tel çiftine denir. bükümlü çift. Bükümlü çift korumalı bir versiyonda mevcuttur (Korumalı Twistedpair, STP), bir çift bakır tel yalıtkan bir ekrana sarıldığında ve korumasız olduğunda (Korumasız Twistedpair, UTP) Yalıtım sargısı olmadığında. Bükümlü teller, kablo üzerinden iletilen faydalı sinyaller üzerindeki harici parazitlerin etkisini azaltır. Koaksiyel kablo (koaksiyel) asimetrik bir tasarıma sahiptir ve bir iç bakır çekirdek ile çekirdekten bir yalıtım tabakasıyla ayrılmış bir örgüden oluşur. Yerel ağlar, küresel ağlar, kablolu televizyon vb. Fiber optik kablo (optik fiber)ışık sinyallerinin yayıldığı ince (5-60 mikron) liflerden oluşur. Bu, en yüksek kaliteli kablo türüdür - çok yüksek hızda (10 Gb / sn'ye kadar ve daha yüksek) veri iletimi sağlar ve ayrıca diğer iletim ortamı türlerinden daha iyi, harici parazitlerden veri koruması sağlar.
Karasal ve uydu iletişiminin radyo kanalları radyo dalgalarının vericisi ve alıcısı tarafından üretilir. Hem kullanılan frekans aralığında hem de kanal aralığında farklılık gösteren çok sayıda farklı türde radyo kanalı vardır. İçlerinde kullanılan sinyal modülasyon yönteminin türüne göre genlik modülasyon aralıkları (Amplitude Modulation, AM) olarak da adlandırılan kısa, orta ve uzun dalga aralıkları (KB, SV ve LW) uzun mesafeli iletişim sağlar, ancak düşük veri hızı. Frekans modülasyonu (Frekans Modülasyonu, FM) ve ultra yüksek frekans bantları (mikrodalga veya mikrodalgalar) ile karakterize edilen ultra kısa dalga bantlarında (VHF) çalışan kanallar daha hızlıdır. Mikrodalga aralığında (4 GHz'in üzerinde), sinyaller artık Dünya'nın iyonosferi tarafından yansıtılmaz ve kararlı iletişim, verici ile alıcı arasında bir görüş hattı gerektirir. Bu nedenle, bu tür frekanslar, bu koşulun sağlandığı durumlarda ya uydu kanallarını ya da radyo röle kanallarını kullanır.
Bugün bilgisayar ağlarında, açıklanan fiziksel veri aktarım ortamlarının neredeyse tamamı kullanılmaktadır, ancak fiber optik ortamlar en umut verici olanlardır. Günümüzde hem büyük bölgesel ağların omurgası hem de yerel ağların yüksek hızlı iletişim hatları bunların üzerine inşa edilmektedir. Popüler bir ortam da, mükemmel bir kalite / maliyet oranı ve ayrıca kurulum kolaylığı ile karakterize edilen bükümlü çifttir. Bükümlü çift yardımıyla, ağların son aboneleri genellikle merkezden 100 metreye kadar olan mesafelerde bağlanır. Uydu kanalları ve radyo iletişimleri en çok kablo iletişiminin kullanılamadığı durumlarda kullanılır - örneğin, seyrek nüfuslu bir bölgeden kanal geçerken veya bir mobil ağ kullanıcısıyla (kamyon şoförü, nöbetçi doktor vb.) iletişim kurmak için. .
Veri iletimi için ortam türüne göre ağların sınıflandırılması
Veri iletimi için ortamın türüne göre, ağlar ayrılır kablolu(bakır koaksiyel kablo, bükümlü çift, fiber optik vb.) ve kablosuz(radyo kanalları, kızılötesi aralığında veri iletimi, vb.).
Ağların bilgi aktarım hızına göre sınıflandırılması
Bilgi aktarım hızına göre, ağlar düşük hızlı (10 Mbps'ye kadar), orta hızlı (100 Mbps'ye kadar) ve yüksek hızlı (100 Mbps'nin üzerinde) olarak ayrılabilir.
Ağların iletim yöntemine göre sınıflandırılması
Veri aktarım yöntemine göre şunları ayırt edebiliriz:
devre anahtarlama ağları;
paket anahtarlama ağları
Devre anahtarlamalı ağlarda kaynak ve hedef arasında özel bir yol olduğu varsayılır, bunun tipik bir örneği telefon şebekesidir. Verimsizdir, kanal tüm bağlantı süresi için ayrıldığından, bu teknolojinin avantajı şeffaflığıdır, çünkü kanal tüm bağlantı süresi boyunca kurulmuştur.
Paket anahtarlamalı ağlarda uzun mesajlar kısa paketlere bölünür. Her paket, göndericiden alıcıya ara ağ düğümleri aracılığıyla hareket eder. Ana avantaj, esneklik, aynı iletişim kanallarının paylaşımı, iletilen bilgilerin önceliğini değiştirebilme yeteneğidir; dezavantaj, paketlerin zamanında teslimini garanti edememektir.
Ağların bilgisayarların içlerindeki rolüne göre sınıflandırılması
Bilgisayarların ağlardaki rolüne göre, aşağıdaki ağ türleri ayırt edilebilir:
eşler arası ağ (p2p) - eşler arası ağ;
istemci\sunucu ağı (sunucu tabanlı ağ) - özel bir sunucuya sahip bir ağ;
karışık ağlar
sunucu- ağın işleyişini yöneten ve/veya ağdaki diğer bilgisayarlara kaynaklarını (yazılım, hizmetler, dosyalar, aygıtlar) sağlayan, müşteri isteklerine yanıt veren özel olarak ayrılmış yüksek performanslı bir bilgisayar.
İstemci bilgisayar (istemci, iş istasyonu)- sıradan bir ağ kullanıcısının bilgisayarı, sunucunun (sunucuların) kaynaklarına erişim sağlar.
Ağ yöneticisi Bir ağdaki bilgisayarları, kullanıcıları ve kaynakları yönetme yetkisine sahip kişi.
Ağ yönetimi- ağ yönetimi: ağ ekipmanı kurmak, verilere erişim sağlamak, güvenlik, kullanıcılarla çalışmak.
Eşler arası ağlar
Eşler arası bir ağda, tüm bilgisayarlar eşittir. Her biri hem sunucu hem de istemci olarak hareket edebilir, her kullanıcı bilgisayarının yöneticisidir ve sonuç olarak, bu tür ağlarda genellikle kaos norm haline gelir.
Avantajlar:
kurulum ve konfigürasyon kolaylığı;
bireysel bilgisayarların ve kaynaklarının birbirinden bağımsızlığı;
kurulumu ve bakımı ucuz;
yönetici gerekmez.
Kusurlar:
kullanıcılar, ağ kaynakları kadar çok parolayı hatırlamalıdır;
her bilgisayar için yedekleme;
bilgi bulmak zor;
düşük güvenlik.
Eşler arası ağlardaki bilgisayar sayısı genellikle 10'dan azdır. Örnekler arasında ev ağları ve küçük ofis ağları yer alır.
Özel sunucu ağı
Özel bir sunucuya sahip ağlar, kural olarak, büyük kuruluşlarda oluşturulur.
Avantajlar:
kullanıcı hesaplarının, güvenliğin ve erişimin merkezi yönetimi;
Kullanıcının yalnızca bir parolaya ihtiyacı vardır.
Kusurlar:
bir sunucu hatası, tüm ağı kullanılamaz hale getirebilir;
ağı sürdürmek için kalifiye personelin mevcudiyeti;
yüksek fiyat.
Ağların fiziksel yapısı
Ağın fiziksel aygıtı, öncelikle veri iletimi için kullanılacak ortam tarafından belirlenir. Oluşturmak için hangi ağ ekipmanının seçileceği ortama ve ortaya çıkan ağın hangi topolojiye sahip olacağına bağlıdır.
27. Ağ ekipmanı.
Ekipman (uç ekipman)
Kabloları kullanarak bir ağ ortamı oluşturmak için, özel konektörler uçlarına takılır. Daha sonra kablo bir ucundan içine sokulur. ağ adaptörü(ağ kartı) bir bilgisayara takılı olan ve onu bir ağa ve diğerlerine - herhangi bir bilgisayara bağlamanıza izin verir iletişim cihazı(hub, köprü, anahtar, yönlendirici, ağ geçidi vb.) kablosuz ağ bağdaştırıcısı, daha sonra adaptör ile adaptör arasında bir sinyalin iletilmesi nedeniyle ağ ile etkileşim gerçekleşir. erişim noktası yerel ağa bağlı.
Ağ bağdaştırıcıları (ağ kartları) bir ağ ortamına bağlanmak için gereklidir. Modern bilgisayarlar genellikle Ethernet ve Wi-Fi adaptörleri ile donatılmıştır. . Ağ bağdaştırıcısı, bağlayıcıyı bağlamak için doğru konektöre ve bu ağ kesimindeki bir bilgisayarı benzersiz şekilde tanımlamak için kullanılan benzersiz bir fiziksel adrese (MAC adresi) sahip olmalıdır. MAC adresini belirlemek için örneğin şu komutu kullanabilirsiniz:
Ağ bağdaştırıcısının özelliklerinde "Fiziksel Adres" hakkında bilgi de bulabilirsiniz.
Tekrarlayıcılar ve amplifikatörler(fiziksel katmanda) iletilen sinyalin amplifikasyonunu gerçekleştirir.
Merkezler bir çalışma grubu düzenlemek, yıldızın aktif merkezi unsurudur. Fiziksel düzeyde çalışırlar. Ana görevleri, bir bilgisayardan alınan sinyali diğer tüm aktif portlara almak, yükseltmek ve iletmektir. Sinyal işleme yapılmaz.
Köprüler ve anahtarlar (köprü ve anahtar) içlerindeki trafiği ayırarak iki veya daha fazla ağ segmentini birbirine bağlayın, aynı türdeki ağları (aynı protokolleri kullanarak) bağlamaya hizmet edin. Bağlantı noktaları ile bilgisayarların MAC adresleri arasında bir yazışma tablosu tuttuklarından, ağdaki çarpışma sayısını azaltmaya yardımcı olurlar. Bu cihazlar sadece fiziksel katmanda değil, OSI modelinin ağ katmanında da çalışır. Köprüler ve anahtarlar arasındaki fark, bir köprünün aynı anda yalnızca bir çerçeve iletebilmesi, anahtarın ise birden çok bağlantı noktasıyla paralel olarak çalışmasıdır. Modern ağların çoğu anahtarlara dayalıdır.
Yönlendiriciler ağ düzeyinde çalışır. Trafikle verimli bir şekilde çalışmak için farklı veri aktarım yöntemleri kullanan karmaşık bir yapılandırmaya sahip ağlarda kullanılır. Görevleri, adresleri analiz etmek, bir veri paketini iletmek için en iyi yolu belirlemektir. Elbette, yönlendiriciler OSI modelinin daha düşük seviyelerinde de çalışırlar - köprüler ve anahtarlar gibi iletilen sinyalin seviyesini ve şeklini eski haline getirirler - çarpışmaları önlemeye yardımcı olurlar. Aynı zamanda, yönlendiriciler iletilen çerçeveleri değiştirir, ağ trafiğini filtreler, iletilen verilerle ilgili istatistikleri tutar, kullanıcı yetkilendirmesi gerçekleştirir, sanal yerel ağlar oluşturmanıza izin verir vb. Ağ geçitleri- farklı ağ mimarileri kullanan, farklı protokollerle çalışan heterojen sistemleri birleştirmenize izin veren cihazlar.
modemler(modülatör-demodülatör) verici cihazı iletişim kanallarına bağlar, veri bağlantısı düzeyinde çalışır, örneğin bilgisayarların telefon kabloları üzerinden veri iletmesine olanak tanır.
28. İletim ortamına erişim.
Ağ topolojisi ile yakından ilgili olan kavramdır. ortam erişim yöntemi Bilgisayarların ağ üzerinden nasıl veri gönderip alması gerektiğini belirtir. Bir örnek:
çarpışma tespiti ile taşıyıcı algılamalı çoklu erişim; Kablo boşsa, herhangi bir bilgisayar veri aktarımını başlatabilir, geri kalanı aktarımın bitmesini bekler. Bir çakışma meydana gelirse, iletim rastgele bir süre askıya alınır ve ardından veri iletmek için başka bir girişimde bulunulur. Bu yöntem Ethernet ağlarında kullanılır.
Carrier Sense Çoklu Erişim ile Çarpışmadan Kaçınma; Bu yöntem öncekinden farklıdır, çünkü veri iletmeden önce bilgisayar ağa özel bir paket gönderir ve diğer bilgisayarları yayına başlama niyeti konusunda bilgilendirir. Verim azalır. Kablosuz ağlarda kullanılır.
belirteci geçmek. adı verilen bir veri bloğunu bir bilgisayardan diğerine çalıştırır. işaretleyici.
Veri aktarımı, işaretçiyi "yakalayan" bilgisayar tarafından gerçekleştirilir. Çarpışma yok.
Tipik olarak, ağ topolojisi ve iletim ortamına erişim, ağın üzerine inşa edildiği ağ ekipmanı tarafından belirlenir.
29. Topoloji.
Bir bilgisayar ağı bağlamında, topoloji kavramı, ağ cihazlarını (uç sistemler, istasyonlar, ana bilgisayarlar) ve kablo altyapısını birbirine bağlamanın bir yolu anlamına gelir. Yaygın ağ topolojileri bus, ring ve star'dır.
Ortak veri yolu - istasyonların bir hat kablosu olan ortak bir iletim ortamına bağlı olduğu bir ağ topolojisi. İletilen sinyal, kablonun tüm uzunluğu boyunca yayılır ve tüm istasyonlar tarafından alınır, ancak yalnızca ağ bağdaştırıcısının donanım MAC adresi çerçeveye alıcının adresi olarak yazılan bilgisayar tarafından işlenir.
Bu topolojinin uygulanması kolay ve ucuzdur. Dezavantajlar şunları içerir:
zorluk ölçekleme, böyle bir ağın bir bölümündeki bilgisayar sayısını artırmak zordur;
herhangi bir zamanda, iletim olabilir bilgisayarlardan sadece biri.İki veya daha fazla bilgisayar aynı anda iletime başlarsa, o zaman çarpışmalar, verilerin tekrar iletilmesi gerektiği gerçeğine yol açar. Büyük miktarda iletilen bilgi ve bilgisayar sayısı olan böyle bir ağın performansı azalır;
veri yolu başarısız olursa, tüm ağ çalışmayı durdurur.
Bu topoloji bugün nadiren kullanılmaktadır.
Yüzük
Halka - istasyonların kapalı bir döngü oluşturan tekrarlayıcılara bağlandığı bir ağ topolojisi. İletilen sinyaller halka boyunca bir yönde yayılır ve tüm istasyonlar tarafından alınabilir.
Bu topolojiye dayanarak, her bilgisayar bir tekrarlayıcı görevi gördüğünden, çok uzun ağlar oluşturulabilir. Çarpışma olmaması nedeniyle, ağ tıkanıklığa karşı dirençlidir. Dezavantajlar şunları içerir:
halka etrafında iletildiği için bilgi iletim süresi artar;
yeni bilgisayarlar eklemek, tüm ağın kapatılmasını gerektirir;
en az bir bilgisayarın veya kablo bölümünün arızalanması, tüm ağın çalışmasını bozar;
bu nedenle, genellikle ağın maliyetini artıran iki halka döşenir.
Yıldız
Yıldız - tüm istasyonların merkezi bir anahtara bağlı olduğu yerel ağ topolojisi. Bu durumda, merkezi düğüme bir merkez veya toplayıcı denir.
Hub bir tekrarlayıcı görevi görür, gelen sinyalleri geri yükler ve kendisine bağlı diğer tüm bilgisayarlara ve cihazlara iletir.
Bu ağ daha güvenilirdir. Oldukça sık kullanılır. Hub yerine "akıllı" ağ cihazları (köprü, anahtar, yönlendirici) kurulursa, bu yalnızca aktarmaya değil, aynı zamanda iletilen sinyallerin kontrolüne de izin verir.
Hücresel (Mesh)
Bu tür ağlarda, bilgi iletimi için birkaç yol vardır. Yüksek hata toleransına sahiptirler. Bu tür ağların kablo bağlantılarına dayalı olarak konuşlandırılması, daha fazla miktarda kablo ve daha karmaşık ağ ekipmanı yapılandırması gerektirdiğinden oldukça pahalıdır.
Bu topoloji çoğunlukla kablosuz ağlarda uygulanır.
Karma (hibrit) ağlar
Gerçek ağlar sürekli genişliyor ve modernleşiyor, bu nedenle genellikle ağ topolojisi birkaç temel topolojinin bir kombinasyonudur.
Star-Bus (otobüste yıldız)
Star-Ring (halkadaki yıldız)
Hybrid Mesh (hibrit petek yapısı)
Ağaç (ağaç, yıldız üstüne yıldız)
Topoloji seçimi, güvenilirlik, ölçeklenebilirlik ve performans, maliyet gibi bir dizi faktöre bağlıdır ve genellikle veri iletimi için kullanılan ortam tarafından belirlenir.
30. Tel teknolojileri.
AC teller
Kısa mesafelerde veri aktarırken kullanılabilir.
telefon telleri
Modem, dijital/analog, baud.
genel anahtarlamalı telefon ağı (PSTN);
entegre hizmetler dijital ağı (ISDN - Integrated Services Digital Network);
sayısal iletişim (ADSL - Asimetrik Sayısal Abone Hattı).
"Bükümlü çift" (bükümlü çift)
Bükümlü bir çift, bir iletişim kanalını temsil eden, birlikte bükülmüş iki yalıtılmış bakır telden oluşur, birkaç bükümlü çift, yoğun bir koruyucu kılıfa sarılı bir kabloda birleştirilir. Büküm, bir çiftin bitişik tellerinden karışmayı azaltır. Telefon şebekelerinde ve bina içi şebekelerde kullanılır. Parazite tabidir, bu nedenle, metal bir örgü veya kılıf kullanılarak yapılan ekranlama, ağlarda daha sık kullanılır ve telefon hatları için ekransızdır.
Tekrarlayıcı olmadan 2 km'ye kadar 100 Gbps'ye kadar hız.
Bilgisayar ağları oluşturmak için en yaygın kablo türü.
Koaksiyel kablo
Bükümlü bir çift gibi, iki iletkenden oluşur, ancak tasarımı farklıdır ve daha geniş bir frekans aralığında çalışabilir. Bir koaksiyel kablo, içinde bir iç tel bulunan içi boş bir dış silindirik iletkenden oluşur. İç iletken bir yalıtkan içindedir, dış iletken bir kılıf veya ekran ile kaplanmıştır. 1 ila 2,5 cm çap Uzun mesafelerde veri iletimi için, özellikle televizyon sinyallerinin iletimi, uluslararası telefon, bilgisayar ağları için kullanılabilir.
İnce - 185 m'ye kadar mesafede 10 Mbps'ye kadar hızlar.
Kalın - 500 m'ye kadar mesafede 10 Mbps'ye kadar hız
Şu anda, ağ oluşturmak için nadiren kullanılmaktadır.
Fiber optik (fiber optik kablo)
Bir optik fiber, bir ışık demetini iletebilen ince bir ortamdır (çapı 2 ila 125 mikron arası). Optik fiber yapmak için çeşitli cam ve plastik türleri kullanılır. En düşük kayıplar, ultra saf erimiş silis liflerinde elde edilir. Üç eşmerkezli bölümden oluşur, iki iç bölüm farklı kırılma indislerine sahip camdan yapılmıştır ve üstte ışığı soğuran bir kabuk vardır. Lifler, optik kablolar halinde birleştirilir. Geniş bir bant genişliğine, daha az zayıflamaya, elektromanyetik izolasyona sahiptir.
10 Gbps'ye kadar hız, 40.000 m'ye kadar segment uzunluğu, 850 ila 1300 nm aralığında çalışma dalga boyu.
Dezavantajlar arasında kablonun yüksek maliyeti, karmaşık kurulum, ışık sinyallerini elektrik sinyallerine dönüştüren ek alıcı-vericiler kullanma ihtiyacı ve bunun tersi sayılabilir.
Kablo bağlantısının faydaları:
yüksek verim;
gürültü bağışıklığı
Kusurlar:
kurulum sırasındaki zorluklar (kanalizasyon sistemine erişim, bitmiş binaların içine döşenmesi, iş yerlerinin bağlanması);
kablo endüstrisinin bakıma ihtiyacı var.
Ethernet mimarisi aslında hem benzerlikleri hem de farklılıkları olan bir standartlar topluluğudur. 10 Gbps'ye kadar veri aktarım hızı. Ethernet teknolojisi, hemen hemen her tür kablo kullanır, ölçeklendirmeye izin verir, ağ kapasitesini artırır. Bu nedenle, bugün Ethernet mimarisi yerel ağlarda en yaygın olanıdır.
31. Kablosuz teknolojiler.
Telekomünikasyon için, atmosferde veya bir vakumda yayılan elektromanyetik dalgalar kullanılabilir, yani (dalga salınımının artan verimi ve artan frekansı sırasıyla):
radyo iletişimi (hücresel, uydu) (30 MHz'den 1 GHz'e). Yüksek düzeyde bilgi aktarımı sağlar;
mikrodalga aralığında iletişim (2 ila 40 GHz) (Bluetooth, WLAN);
kızılötesi iletişim (3 1011'den 2 1014 Hz'e). Örneğin taşınabilir (mobil) cihazlarla etkileşim için kısa mesafelerde veri aktarımı için kullanılır. Kaynak ve hedef doğrudan görüş hattında olmalıdır.;
görünür aralıktaki ışık radyasyonu. Nadiren kullanılmış.
Genellikle düşük frekanslı sinyaller antenden her yöne yayılır, daha yüksek frekanslı sinyaller yönlü bir ışına odaklanabilir.
Yönlü bir anten kullanılmıyorsa ve yol üzerinde herhangi bir engel yoksa, radyo dalgaları tüm yönlerde eşit olarak yayılır ve sinyal gücü, verici ile alıcı arasındaki mesafenin karesiyle orantılı olarak düşer. Televizyon, radyo ve diğer analog sinyallerin iletimi için kablo kanallarının olmadığı veya herhangi bir nedenle oluşturulmasının imkansız veya çok pahalı olduğu yerlerde kullanılırlar.
Avantajlar
ulaşılması zor yerlerde yaratma yeteneği;
destek ve bakım gerektirmez.
Kusurlar:
gürültüye dayanıklı değildir;
dinlemeye karşı kablolu ağlara göre daha az korumalıdır (WEP ve WPA güvenlik düzeyi).
Wi-Fi (Kablosuz Sadakat, Kablosuz Sadakat)- mobil kullanıcıların internete bağlanmasını sağlayan teknoloji. IEEE 802.11 (a, b, g) spesifikasyonuna dayalı olarak çeşitli standartları birleştirir. Düşük veri iletimi aralığı.
WiMAX (Mikrodalga Erişimi için Dünya Çapında Birlikte Çalışabilirlik) Ocak 2003'te kabul edilen ve bir endüstri grubu tarafından desteklenen 802.16 kablosuz standardının ticari adıdır. Halihazırda oldukça popüler olan Wi-Fi kablosuz erişiminin aksine, WiMAX belirli bantlara daha az bağlıdır - varyantları 2 ila 11 GHz ve 10 ila 66 GHz frekansları için tasarlanmıştır. Yayında iki cihazın kapladığı kanalın genişliği, Wi-Fi'den daha geniş bir aralıkta, 1,5 ila 28 MHz arasında seçilebilir. "Gelişmiş" modülasyon, radyo spektrumunun hertz başına 5 bitlik bir verimlilikle kullanılmasına izin verir (Wi-Fi'de hertz başına 2,7 bit bulunur), böylece hız 134 Mbps'ye (28 MHz'lik bir kanalda) ulaşır. Ancak WiMAX'ın ana avantajı menzilidir: cihazlar arasındaki maksimum mesafe 50 km'ye ulaşabilir. Ayrıca, kaynak ile alıcı arasında doğrudan bir görüş hattı olmayabilir. Sinyal gücü ve yansımalara karşı daha yüksek direnç, WiMAX'ın Wi-Fi'nin güçsüz olduğu yerlerde bile çalışmasına olanak tanır.
Bluetooth teknolojisi(IEEE 802.15.1) 2,4 GHz radyo sinyali kullanır. Düşük güç tüketimine sahiptir, cihazların minimum kullanıcı etkileşimi, düşük menzil ve bant genişliği ile etkileşim kurmasını sağlar.
32. Protokoller.
Protokol, ağda bilgi aktarımı için kurallardır (anlaşmalar, standartlar). Protokol, iki veya daha fazla cihaz arasında değiş tokuş edilen mesajların biçimini ve sırasını ve ayrıca mesajlar gönderildiğinde ve/veya alındığında veya başka olaylar meydana geldiğinde gerçekleştirilen eylemi tanımlar.
Farklı sistemler etkileşim sürecine girdiğinden, bir ağ bağlantısını tek bir yekpare blok şeklinde uygulamak mantıklı değildir, bilgisayarların etkileşimine hizmet eden bir modül yerine bir modül olduğunda protokol mimarisi kavramı ortaya çıkar. iletişim fonksiyonlarını uygulayan yapılandırılmış modüller seti.
Bir işletmenin yöneticisi başka bir işletmenin yöneticisine bir mektup yazdığında, ardından bir mektup yazıp kime hitap ettiğini belirterek sekretere verdiğinde aşağıdaki benzetmeyi yapabilirsiniz. Sekreter alıcının adresini bulur, mektubu bir zarfa koyar, evraklarına gidene dair notlar yazar, mektubu postaneye götürür. Posta, sekreterin aldığı mektubun teslim edilmesini sağlar, gelen kutusuna bir işaret koyar, yani mektubun eksik olup olmadığını her zaman kontrol edebilir, yazdırır ve müdür masasına koyar. Her etkileşim seviyesi, altında ne olduğuyla ilgilenmez, doğru çalışacağından emindir, ancak doğru çalışıp çalışmadığını da kontrol edebilir. Her seviyede, o seviyeye özel ek tanımlayıcı bilgiler mektuba eklenir.
Böylece, ağ iletişim protokollerinin basitleştirilmiş bir mimarisi düşünülebilir. Ağ etkileşimi sürecinde uygulamalar, bilgisayarlar ve ağlar yer alır, bunu akılda tutarak, etkileşim sorununu üç bağımsız düzeyde çözmek doğaldır:
ağ erişim düzeyi;
taşıma katmanı;
uygulama seviyesi.
Ağ erişim düzeyi, bilgisayar ile ağ arasında veri alışverişini sağlar, verileri ileten bilgisayar ağa bu verilerin gönderileceği bilgisayarın adresini söyler ve ağ türü çok farklı olabilir.
İletimin güvenilirliği ile ilgili tüm görevler, tüm verilerin alıcıya ulaştığını ve alıcı tarafından doğru sırada alındığını doğrulayarak taşıma katmanı tarafından gerçekleştirilir.
Uygulama katmanında uygulamalar ihtiyaç duydukları eylemleri gerçekleştirir, kullanıcı ile etkileşime girer, gerekirse taşıma katmanından ağ ortamını talep eder, örneğin dosyaları aktarmak için.
Her düzeyde, veri aktarımı (başlıklar) için gerekli olan hizmet bilgileri eklenir, her düzeyde değişim birimlerine (paketler) kendi bölümü olabilir.
Her düzeyde, alıcıyı tanımlamak için bilgi gereklidir, bu nedenle uygulama düzeyinde bu, hizmete erişim noktası (port), aktarım düzeyi bilgisayarın mantıksal adı ve ağda adı olacaktır. ağ arayüzü (MAC adresi).
Farklı üreticiler birbirleriyle etkileşim kurabilmeleri için farklı veri formatları ve farklı iletişim protokolleri kullanmakta, ortak standartlar geliştirilmektedir. Birkaç yaygın protokol mimarisi vardır:
TCP/IP protokol yığını;
OSI referans modeli;
Bu şirketin donanımına bağlı IBM ağ mimarisi.
33. TCP/IP protokol yığını.
Bu model için resmi bir model olmamasına rağmen, şu anda en yaygın olanıdır ve protokol yığınını oluşturan beş protokol katmanına ayrılabilir:
uygulama katmanı;
taşıma katmanı;
ağ katmanı;
bağlantı katmanı;
fiziksel seviye.
Fiziksel katman, cihaz ile veri iletim ortamı arasındaki fiziksel arayüzden sorumludur, iletim ortamının özellikleri, sinyallerin doğası, veri aktarım hızı vb. ile ilgilenir. Başlıca LAN teknolojilerini destekler - Ethernet, Wi-Fi, Token Ring, Bluetooth, vb.
Veri bağlantısı katmanı, mevcut fiziksel ortamdaki veri aktarımını düzenler.
Ağ katmanı, mesajların bir ağdan (İnternet Protokolü, IP) geçerken yönlendirilmesinden sorumludur.
Taşıma katmanı, veri iletiminin güvenilirliğinden sorumludur. İki protokolü destekler:
Excel'de 1 finansal fonksiyon
Analiz1. Parasalfonksiyonlar Excel'de. Parasalfonksiyonlar Excel'de bir dizi gerçekleştirmenize izin verir parasal uzun ve karmaşık formüller oluşturmadan hesaplamalar. Dört grup var fonksiyonlar: fonksiyonlar ...
"mali hukuk" 2001 içindekiler tablosu
belgegörevler. İkincisi, devletin uygulanması parasalfonksiyonlar gelirler (içeriğine bağlı olarak ... ülkeler, uygulama ile doğrudan ilgilidir) fonksiyonlarparasal Devlet ve belediyelerin faaliyetleri. İle...
Finansal matematik
Açıklayıcı not9. Bilgisayar hesaplamaları. standart kullanma parasalfonksiyonlar EXEL. Ana parametrelerin sembolleri... sol pencerede bir kategori seçin fonksiyonlar “parasal". Sonra sağda, listede gezinmek...
Öğretici "Finansal Matematik"
Öğretici6. Parasalfonksiyonlar Modern koşullarda pratik hesaplamalar için bir temel olarak EXCEL 6.1. Öz parasalfonksiyonlar 6.2. kullanım parasalfonksiyonlar V parasal operasyonlar...
İletim Kontrol Protokolü, TCP, iletim kontrol protokolü. sağlar garantili paket teslimat doğru sırada ve hatasız. Veri aktarımının bütünlüğünü sağlamanın önemli olduğu uygulamalarda kullanılır;
fonksiyonlar Parasalfonksiyonlar parasal uzun ve karmaşık hesaplamalar inşa etmeden... içeren görevlerde başarıyla kullanılabilir. parasalfonksiyonlar. Katkı değerinin seçimini düşünün ...
Hesaplama sistemlerinin evrimi
1) Toplu işleme sistemleri:
1950'ler - ilk bilgisayarların ortaya çıkışı.
Toplu işleme sistemleri, güçlü ve güvenilir bir genel amaçlı bilgisayar olan ana bilgisayar temelinde oluşturuldu. Veri ve program komutları içeren delikli kartların kullanıcıları için, operatörler bu kartları bir bilgisayara girdi ve ertesi gün basılı sonuçlar alındı.
Bilgi İşlem Gücü Verimliliğini En Üst Düzeye Çıkarma
Kullanıcıların çıkarlarını dikkate almamak
2)Çoklu terminal sistemi
Dağıtılmış veri giriş-çıkış.
Merkezi işleme.
1960'larda çok terminalli zaman paylaşım sistemlerinin ortaya çıkışı.
LAN prototipi.
Bilgisayar aynı anda birkaç kullanıcının emrine verildi, her terminal, uçağın tepki süresi oldukça kısa.
bilgi işlem ağları
VS, iletişim hatları (kablolar, ağ bağdaştırıcıları, telekomünikasyon ekipmanı) ile bağlanan bir dizi bilgisayardır.
Ağların bölgesel olarak sınıflandırılması
LAN - MAN - WAN
Küresel ağlar - Geniş Alan Ağları (WAN).
Yüzlerce ve binlerce kilometre boyunca veri iletimi
Kronolojik olarak ilk ortaya çıktı (50'ler-60'lar)
Telefon ağlarından evrimleşmiş
Başlangıçta yavaş ve güvenilmez
WAN'da bugün:
Halkaları veya omurgayı temsil eder
Birincil hız 2,5 Gb/sn
10 Gbit/sn, 40 Gbit/sn çözümler yaygındır
Karmaşık veri kontrolü ve kurtarma prosedürleri uygulanır
Yerel ağlar - Yerel Alan Ağları (LAN).
1-2 km'lik bölgede yoğunlaşmıştır.
10 Gbps'ye kadar hız
Geniş hizmet yelpazesi
Geliştirmenin en önemli aşaması, standart LAN teknolojilerinin oluşturulmasıdır: Ethernet, Token Ring, FDDI.
Metropolitan Alan Ağları (MAN)
Onlarca kilometrelik mesafeler
WAN'dan daha ucuz
Bağlantı hızları 1-40 Gbit/s
Mevcut LAN'ları ve WAN'a erişimi birleştirmek için kullanılır
Modern eğilimler
Küresel ağlar kalite olarak yerel ağlara yakındır
2) LAN'larda anahtarlar, yönlendiriciler, ağ geçitleri kullanılmaya başlandı => karmaşık ağlar oluşturma yeteneği
Soru. Yedi katmanlı OSI modeli.
Fiziksel katman
Fiziksel katman, elektriksel, mekanik, prosedürel ve
uç sistemler arasındaki fiziksel kanalın aktivasyonu, bakımı ve devre dışı bırakılmasının fonksiyonel özellikleri. Fiziksel katman spesifikasyonları, voltaj seviyeleri, voltaj değişimlerinin zamanlaması, fiziksel bilgi aktarım hızı, maksimum bilgi aktarım mesafeleri, fiziksel konektörler ve diğer benzer özellikler gibi özellikleri tanımlar. veri birimi: Bit (bit)
Bağlantı katmanı
Bağlantı katmanı, fiziksel kanal üzerinden güvenilir veri aktarımı sağlar. Bu görevi yerine getirirken bağlantı katmanı, fiziksel adresleme, ağ topolojisi, doğrusal disiplin (son sistemin ağ bağlantısını nasıl kullandığı), hata bildirimi, veri bloklarının sıralı teslimi ve bilgi akışı kontrolü ile ilgilenir. veri birimi:Çerçeve (çerçeve)
ağ katmanı
Ağ katmanı, farklı coğrafi konumlarda bulunabilen farklı "alt ağlara" bağlı iki uç sistem arasında bağlantı ve yol seçimi sağlayan uçtan uca bir katmandır.
Bu durumda, bir "alt ağ" esasen bağımsız bir ağ kablosudur (bazen segment olarak adlandırılır).
Çünkü iletişim kurmak isteyen iki uç sistem, önemli bir coğrafi mesafe ve birçok alt ağ ile ayrılabilir; ağ katmanı, yönlendirme alanıdır. Yönlendirme protokolleri, birbirine bağlı bir dizi alt ağ aracılığıyla en iyi yolları seçer. Geleneksel ağ katmanı protokolleri, bilgileri bunlar aracılığıyla iletir.
Rotalar. veri birimi: paket
taşıma katmanı
Taşıma katmanının endişesi, verilerin ağlar arası güvenilir şekilde taşınması gibi konuları ele almaktır. Taşıma katmanı, güvenilir hizmetler sunarak, sanal devrelerin kurulması, sürdürülmesi ve düzenli bir şekilde sonlandırılması için mekanizmalar, aktarım hatalarını tespit etmek ve çözmek için sistemler ve trafiği kontrol etmek (sistemin başka bir sistemden gelen verilerle dolmasını önlemek için) sağlar. veri birimi: Datagram/Veri Bloğu (datagramm)
oturum katmanı
Adından da anlaşılacağı gibi, oturum katmanı uygulama görevleri arasında etkileşim oturumları oluşturur, yönetir ve sonlandırır. Oturumlar, iki veya daha fazla görüntüleme nesnesi arasındaki bir diyalogdan oluşur. Oturum katmanı, sunum katmanı nesneleri arasındaki diyaloğu senkronize eder ve aralarındaki bilgi alışverişini yönetir. Oturum katmanı, oturum, sunum ve uygulama katmanlarındaki sorunlara ilişkin bilgi, hizmet sınıfı ve istisna bildirimi göndermek için araçlar sağlar. veri birimi:İleti
Temsilci düzeyi
Sunum katmanı, bir sistemin uygulama katmanından gönderilen bilginin başka bir sistemin uygulama katmanı tarafından okunabilmesini sağlamaktan sorumludur. Gerekirse sunum katmanı, ortak bir bilgi sunum formatı kullanarak çok sayıda bilgi sunum formatı arasında çeviri yapar.
veri birimi:İleti
Uygulama katmanı
Uygulama katmanı, kullanıcıya en yakın OSI katmanıdır. Diğer OSI katmanlarının hiçbirine hizmet vermemesi ile diğer katmanlardan ayrılır; ancak bunları OSI modeli kapsamı dışında kalan uygulama süreçlerine sunar. Bu tür uygulama işlemlerine örnek olarak elektronik tablo programları, kelime işlem programları, bankacılık terminal programları vb. verilebilir.
veri birimi:İleti
Bir veri paketi yukarıdan aşağıya doğru hareket ettiğinde, her yeni seviye kendi hizmet bilgisini pakete bir başlık ve muhtemelen bir artçı (bilgi mesajın sonuna yerleştirilir) şeklinde ekler. Bu işlem denir kapsülleme alt düzey paketteki üst düzey veriler
soru. Veri iletim ortamlarının sınıflandırılması.
Altında veri aktarım ortamı dijital biçimde sunulan şu veya bu bilgiyi aktarmak için kullanılan elektrik sinyallerinin iletildiği fiziksel maddeyi anlayın.
Doğal çevre, doğada var olan çevredir - Doğal değil. – özel olarak tasarlanmış (kablolar vb.)
doğal ortamlar
- Atmosfer Elektromanyetik dalgalar, atmosferdeki veri taşıyıcıları olarak en yaygın olanıdır.
- Radyo dalgaları - 6000 GHz'den daha az frekansa sahip elektromanyetik dalgalar (100 mikrondan daha büyük bir dalga boyuna sahip).
- Kızılötesi radyasyon ve görünür ışık (lazer)
Yapılı ortamlar Ana kablo türleri fiber optik (fiber), koaksiyel (koaksiyel) ve bükümlü çifttir (bükümlü çift). Aynı zamanda, hem koaksiyel hem de bükümlü çift kablolar, sinyalleri iletmek için metal bir iletken kullanır ve fiber optik kablo, cam veya plastikten yapılmış bir ışık kılavuzu kullanır.
Koaksiyel kablo
Önemli bir avantajı, aynı anda birçok sinyali iletebilmesidir. Bu tür her sinyale kanal denir. Tüm kanallar farklı frekanslarda düzenlenmiştir, bu nedenle birbirleriyle karışmazlar. Geniş bir bant genişliğine sahiptir; bu, trafik iletimini yüksek hızlarda düzenleyebileceği anlamına gelir. Aynı zamanda elektromanyetik girişime karşı dirençlidir ve sinyalleri uzun mesafelere iletebilir.
bükümlü çift
Yalıtılmış bir iletken çiftinin birim uzunluk başına az sayıda sarımla büküldüğü bir kablo. Dış paraziti azaltmak için büküm yapılır.
Avantajları: daha ince, daha esnek, kurulumu daha kolay, ucuz.
Dezavantajlar: harici elektromanyetik girişimin güçlü etkisi, bilgi sızıntısı olasılığı,
sinyallerin güçlü zayıflaması.
Ekransız bükümlü çift (UTP)
CAT5 (frekans bandı 100 MHz) - 4 çift, 2 çift kullanıldığında 100 Mbps'ye kadar ve 4 çift kullanıldığında 1000 Mbps'ye kadar, bilgisayar ağlarında şimdiye kadar kullanılan en yaygın ağ taşıyıcısıdır.
Ekranlı Bükümlü Çift (STP)
Folyo Bükümlü Çift (FTP)
Folyo Korumalı Çift Bükümlü (SFTP)
Benzer bilgiler.